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Bewältigung der Klimakrise : Technik für eine kühlere Welt

Was auf den ersten Blick wie ein Handtuch aussieht, ist ein neuartiger Stoff mit einer klimatisierenden Wirkung.
Was auf den ersten Blick wie ein Handtuch aussieht, ist ein neuartiger Stoff mit einer klimatisierenden Wirkung. : Bild: University of Maryland

Bei zunehmender Klimaerwärmung wird uns Menschen die natürliche Körperkühlung nicht mehr vor einer Überhitzung und vor dem Hitzekollaps bewahren können. Um die steigenden Temperaturen dennoch besser aushalten zu können, sind auch neue Ansätze bei der Kleidung gefragt. Textilien, die normalerweise den Körper wärmen, sollen nun kühlen. Die Entwickler solcher Fasern setzen bei der Wärme an, die der menschliche Körper bei der Verstoffwechselung abstrahlt. Im Schnitt sind das rund 40 bis 60 Watt pro Quadratmeter bei einer leichten Tätigkeit. Etwa 60 Prozent davon werden von der Haut in Form von Infrarotstrahlung emittiert. Die Kleidung, die wir tragen, absorbiert diese Wärmestrahlung üblicherweise und wärmt uns deshalb. Damit Textilien kühlen, müssen sie diese langwellige Strahlung also durchlassen.

Eine Lösung für kühlere Kleidung haben Wissenschaftler um Lili Cai von der University of Illinois auf Basis von Polyethylen entwickelt. Sie haben herausgefunden, dass die Kunststoff-Fasern die Haut an heißen Tagen um bis zu zwei Grad relativ zur Umgebungstemperatur kühlen können, wenn man sie mit 50 Nanometer großen Poren versieht. Der Kühleffekt lässt sich durch lichtabsorbierende Nanoteilchen erhöhen, die man in das Gewebe einarbeitet. Ein weiterer Vorteil: Die Fasern erhalten dadurch ein farbiges Aussehen, was bei der Herstellung von Hemden und Hosen kein unerheblicher Faktor ist.

Einen anderen Ansatz verfolgen Forscher von der University of Maryland. Sie haben eine Faser entwickelt, die auf Schweiß reagiert. Durch die Feuchtigkeit bilden sich Poren im Stoff, durch die Feuchtigkeit und Körperwärme nach außen treten können. Verstärkt wird der Effekt durch umhüllende Nanoröhrchen. Sie regeln das Absorptionsverhalten gegenüber der Infrarotstrahlung des Körpers. Im kühlenden Zustand können bis zu 40 Prozent mehr Wärme passieren als im Normalzustand, so die Forscher.

Die Hoffnung hinter solchen Kühltextilien ist ähnlich wie bei den strahlungskühlenden Beschichtungen, nämlich dass man in den heißen Sommermonaten zum Kühlen geschlossener Räume weniger Energie für Klimaanlagen und Ventilatoren benötigt. Schätzungen sagen bei einem Kühleffekt von wenigen Grad ein Energieeinsparpotential von bis zu 20 Prozent voraus.

Umweltschonende Kühlmittel für Kühlschränke

Auch wenn es eines Tages effizient kühlende Kleidung zum Anziehen geben sollte, auf Klimaanlagen wird man nicht verzichten können. In vielen Ländern Asiens und in den Vereinigten Staaten sorgen Klimaanlagen bereits für angenehm kühle Räume. Und die Nachfrage steigt, vor allem in den aufstrebenden Schwellenländern. Das bedeutet aber auch, dass der Stromverbrauch wachsen wird. Schon jetzt konsumieren nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) die existierenden Anlagen rund zehn Prozent des global produzierten Stroms. Und bis 2050 könnte sich der Energiebedarf verdreifachen.

Dadurch ergibt sich ein weiteres Problem, und zwar das der Kältemittel. Der überwiegende Teil gilt als klimaschädlich. Daran hat sich auch nach dem Verbot der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) aufgrund ihrer ozonschädigenden Wirkung nichts geändert. Die Nachfolger, chlorfreie, fluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW), bewirken einen weitaus höheren Treibhauseffekt als Kohlendioxid, wenn sie in die Atmosphäre entweichen, etwa durch Geräteschäden oder unsachgemäße Wartung. Deshalb suchen viele Wissenschaftler und Ingenieure schon seit langem nach sparsamen und umweltfreundlichen Lösungen.

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